挺水植物根际微生物生态研究

挺水植物是水生生态系统的一个重要组成部分,研究表明植物不仅能够通过吸收作用去除氮、磷等污染物,还能够富集重金属,此外,植物根系还可以分泌物质为根际微生物提供营养,从而降解有机物。本课题通过现场采样调查和实验室模拟对挺水植物根系微生物生态进行研究。 (1)现场采样调查研究。以天津大学两个相邻的湖泊(青年湖和爱晚湖,其中青年湖中芦苇和香蒲各自生长,爱晚湖中这两种植物混合生长)为现场,研究植物种类和生长方式对植物根际微生物生态的影响,以及对植物根系分泌物成分的影响。磷脂脂肪酸的分析结果表明,根际微生物数量明显地高于非根际;香蒲根际微生物数量和多样性指数均大于芦苇,说明香蒲的根际效应较芦苇明显。挺水植物根系能够分泌氨基酸、有机酸、糖类及脂肪酸、酚酸、芳香酸、酚类、酯类、胺类等物质,不同植物分泌的种类和数量都不尽相同,同种植物在不同的生长状况下分泌的物质也都不相同;青年湖芦苇分泌的物质种类最多,且酸类物质的种类也最多,这与其有机碳含量较高相吻合;爱晚湖中香蒲和芦苇分泌的有机酸及氨基酸的组成和数量差别相对较小,说明植物的种类和生长方式对植物根系分泌物的分泌有着重要的作用。 (2)实验室模拟研究。在现场采样的基础上,以芦苇苗为实验材料,分为有植物和无植物两个组,在实验室中研究了沉积物中有机碳含量和酞酸酯初始浓度对芦苇根际微生物生态和酞酸酯降解菌的影响。结果表明,有机碳含量对根际微生物的生态特征有着显著影响。有机碳含量高的沉积物(采自青年湖)中微生物数量主要受有机碳影响,根际和非根际微生物数量差异不大;而有机碳含量低的沉积物(采自敬业湖和马蹄湖),受植物的影响程度较大,即根际微生物含量明显高于非根际。从微生物总量来看,在无植物组中,敬业湖和马蹄湖都是在未染毒的情况下微生物量最多,说明在没有植物且沉积物中有机碳含量较低的情况下,酞酸酯的含量显著影响沉积物中微生物的生长。在可降解菌的研究中,不同于其他两种沉积物,植物对青年湖沉积物中可降解菌的数量影响不大,这是由于青年湖沉积物有机碳含量较高,使酞酸酯的有效浓度显著降低所致。